Home > 取扱製品・サービス > 岩崎ソリューション > 精密農業 > 精密農業におけるUAVの活用

農業分野においては、従来から薬剤などの散布が無人のラジコンヘリなどによって行われていましたが、昨今、UAV(ドローン)を活用した精密農業がさまざまな目的で期待されています。

特に、これまで衛星によって行われていたリモートセンシングが、UAVを用いることで手軽にかつ適期に実現できます。

高解像度圃場写真による画像判読

UAVによる空撮で、衛星写真に比べ、解像度の高い圃場写真(1画素あたり数センチ程度)が取得できます。これらの画像を用いて、生育ばらつき、倒伏・病害虫被害状況、草種・雑草分布状況、土壌の状況、排水・融雪状況、生産個体や牧草ロールカウント・ハウスなど施設の位置や形状など把握すること可能です。

岩崎では、UAVによる圃場の空撮と高解像度写真の提供を行っています。
また、こうした画像を蓄積し、AI(人口知能)技術を用いることで、草種等の判別が行える可能性が高まります。岩崎では、その手法と運用についてサービス化を検討しています。

 左図:衛星写真による草地圃場   右図: UAVによる草地圃場
丸で囲った部分→雑草の侵入状況がわかる)
  
小麦圃場の高解像度写真
(生育のばらつき、トラクタ走行跡などが鮮明にわかる)
 
草地の時期別オルソ作成例
 
牧草の判別サービス

岩崎では、UAVと草地におけるオルソ画像を活用した牧草の判別サービスを提供しております。

草地における植生調査の現状は、以下のような多くの課題を有しています。
【課題】
  • 多人数での作業(10人程度必要)
  • 日数を要する(チーム割や打合わせなどの事前段取りも必要)
  • 判別結果にばらつきがある(目視確認のため熟練度が影響)

ドローンによる空撮から得られる解像度の高い広範囲な画像を活用することで、以下のような効果が期待され、作業の効率化と調査精度の向上につながります。

【高解像度画像活用による効果】
  • 現地では空撮を担当する2~3人での作業
  • 短時間で空撮が可能(約5haで10分)
  • 画像から色相や分布形状などを客観的に判別
今後、AIによる画像判別も可能になり、さらに判別結果は、薬剤の高効率散布や可変施肥に活用できます。
 
圃場における形状の把握や面積の算出   オルソ画像による雑草域の判別
2017/5/22   2017/6/16    2017/7/19
   
→裸地と雑草の位置がわかる   →雑草が5月と同位置で倒伏した   →一番草収穫後3週間程度の画像からも、同位置に雑草が確認できる 
 
カタログ
「牧草判読サービス」ちらし(PDF:235KB) ※新しいウィンドウが開きます
 
スペクトルセンサーによる生育把握
植物は、緑色に見えます。これは、可視光線(青・緑・赤など)のうち植物の葉が緑色の波長を反射し、赤や青の波長を吸収するためです。また人間の目では見ることのできない波長でも反射しており、生育の活発な植物のクロロフィルが近赤外線を強く反射することが知られています。
植生センシングに使われる波長 
 
 
葉を挟んで生育を調査するSPAD計も
赤と近赤外線の2波長を使用
  CropSpecはレッドエッジと近赤外を使用

そこで、マルチスペクトルカメラなどのセンサーをUAVに搭載することで、植生図を把握し、生育診断が可能になります。
このマルチスペクトルカメラは、複数のバンド(青・緑・赤・レッドエッジなど)による画像を取得できます。さらに、取得した画像からNDVI(Normalized Difference Vegetation Index:正規化植生指数、植生の分布状況や活性度を示す指数)画像を生成することができます。最近では、UAVに搭載専用の小型軽量センサーもあります。

岩崎では、こうしたスペクトルセンサーを用いてUAVで計測し、NDVI図などを作成するサービスを提供します。

早春の草地圃場(可視写真)   早春の草地圃場(NDVI図)
 
ドローン用スペクトルカメラ
  ADC Sequoia RedEDGE Senter(Single/Double)
画像
計測波長 3バンド
(緑・赤・近赤外線)
4バンド
(緑・赤・近赤外線・レッドエッジ)
4バンド
(青・緑・赤・近赤外線・レッドエッジ)
発売年 2014 2016 2016 2017
解像度 4.5cm/pixel@122m 13cm/pixel@120m 8cm/pixel@120m 11cm/pixel@120m
シャッター方式 ローリングシャッター
(画素ごとに順次データを記録)
グローバルシャッター
(全画素同一タイミングでデータを記録)
主な取付UAV QC730 Phantom3・eBee Matrice100 Phantom4 Pro
自動撮影 カメラ側のインターバル設定のみ プログラムによる自動撮影が可能
生育図作成手順 添付のソフトでNDVI図作成(1枚) PhotoscanまたはPix4Dmapperで結合してNDVI図を作成 Pix4Dmapperで結合してNDVI図を作成
クラウド なし クラウドによるデータ処理が可能 なし
 (2018.02 岩崎調査)
 
圃場の3次元データの活用
UAVで空撮したデジタルカメラの画像から、3次元点群データを生成することで、植生で覆われている圃場では、穂高が取得でき、生育診断に活用することができます。一方、植生がない場合は、測量結果として地形データが得られ、土地整備に活用できます。
 
 穂高断面図から生育診断    傾斜草地の3次元地形データ取得
 
鳥瞰映像による観察や作業記録
鳥瞰写真・映像撮影用UAV

鳥瞰写真・映像撮影用UAVを使用して圃場の全景や倒伏状況、収穫作業の様子などを記録することができます。

岩崎では、空撮後にその場で撮影データ(写真または動画)をお渡しするサービスもご提供しております。

 
圃場などの全景動画※キャプチャ   倒伏状況などの調査記録
  
 収穫作業の記録動画
 
公開実演会
> 精密農業公開実演会
岩崎では、農家様向けの公開実演会を実施しております。GNSSを活用したトラクタのオート走行や、窒素センサーを用いた可変施肥システム、UAV(ドローン)によるセンシングなど最新技術を応用した精密農業をご紹介いたします。
 
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